Le projet vise à utiliser des récifs en béton pour accroître la biodiversité marine au large des côtes danoises

En traversant à vélo le pont Bryggebroen à Fisketorvet, vous voyez trois sculptures en béton émergeant de la surface de l’eau dans le port intérieur de Copenhague. Mais ce n’est en fait qu’une fois sous l’eau que l’œuvre d’art commence vraiment à prendre vie. Ici, vous pouvez voir que les sculptures sont remplies de fissures qui deviendront éventuellement un habitat pour les algues et les poissons.

Le projet s’appelle « Super Rev » (Super Reefs) et vise à rétablir 55 kilomètres carrés de récifs au large des côtes danoises. Derrière l’œuvre se trouve le groupe international d’artistes Superflex, qui, dans le cadre d’une collaboration non conventionnelle avec, entre autres partenaires, DTU, examine s’il est possible de créer une pierre récif à partir de béton nouvellement développé.

L’attente est que le industrie de construction peut utiliser l’expérience pour de futurs projets de protection côtière, des ponts, des tunnels et des parcs éoliens offshore, qui, dans la pratique, fonctionnent comme des récifs de pierre pour les algues et les animaux. L’objectif est d’aider à augmenter biodiversité marine.

“Les écosystèmes marins ont été mis sous pression en raison de changement climatique, la surpêche, la dégradation des récifs et beaucoup trop de nutriments provenant de l’agriculture et des bâtiments. Il est donc nécessaire de mener des recherches sur des matériaux innovants susceptibles de favoriser la biodiversité marine. À long terme, nous espérons que les projets d’infrastructure à grande échelle du futur ne seront pas seulement conçus pour produire de l’énergie verte et développer des protections climatiques durables, mais qu’ils contribueront également à renforcer la vie marine », déclare Wolfgang Kunther, qui est un scientifique des matériaux chez DTU Sustain.

Art et durabilité

Le rétablissement des récifs de pierre danois est nécessaire car 8,3 millions de mètres cubes de pierres ont été enlevés pour agrandir les ports danois et produire du béton au cours des 100 dernières années.

Selon une étude de DTU Aqua, cela correspond à la suppression de 55 kilomètres carrés d’habitats pour les animaux et les plantes, une superficie légèrement plus petite que l’île de Fanø. La disparition des pierres se traduit par un manque de cachettes pour les animaux marins et de lieux où les algues et les moules peuvent se fixer. Et si les algues disparaissent, il n’y aura pas non plus une vie riche de petits animaux et de poissons.

Pour se concentrer sur les récifs de pierre perdus, Superflex a entrepris de construire une sorte de logement sous-marin pour les poissons. Le projet fonctionne comme une maison pour les animaux marins, comme une expérience scientifique et comme une œuvre d’art. Le prince héritier Frederik du Danemark a inauguré l’œuvre en 2021. La même année, les artistes ont reçu le prix culturel du couple du prince héritier pour avoir utilisé l’art pour mettre des questions importantes telles que la durabilité, la vie d’autres espèces et les défis climatiques à l’ordre du jour du débat en tant au Danemark qu’à l’étranger.

“Le travail n’est pas qu’un projet de restauration…nous sommes également intéressés à développer de nouvelles façons de construire à l’avenir en mettant l’accent sur les besoins d’autres espèces. C’est une tâche énorme que nous ne pouvons pas accomplir seuls, mais nous pouvons réaliser de grandes choses grâce à des partenariats et des collaborations », déclare Malene Natascha Ratcliffe, PDG de Superflex.

Le ciment absorbe le CO₂

La collaboration entre Superflex et DTU a commencé lorsque le groupe d’artistes a contacté Wolfgang Kunther pour entendre parler de ses idées d’utilisation du béton dans les récifs artificiels en pierre. Cela a conduit à une enquête d’Udviklingsselskabet By & Havn (la société de développement de la ville et du port de Copenhague), qui a demandé si DTU coulerait, analyserait et testerait des éléments concrets pour l’œuvre d’art.

Dans le travail quotidien de Wolfgang Kunther, il mène des recherches sur la façon dont le ciment et l’eau agissent comme liant dans le béton et réagissent à l’environnement et aux organismes vivants. Il sait donc que l’utilisation du béton en mer présente de nombreux avantages. L’un des avantages est que le béton est un matériau facile à travailler. Vous pouvez changer la composition du ciment, changer la texture et la taille et créer des surfaces de béton lisses et brutes qui peuvent offrir des conditions de vie idéales pour les poissons et les algues.

Un autre avantage est que le béton ne libère pas seulement du CO₂ dans le processus de fabrication et pendant le chauffage – il absorbe également le CO₂. Certains appellent cela un effet éponge car le béton absorbe le CO₂ tout comme une éponge. L’effet est dû à un processus lent qui se produit lorsque le ciment se solidifie et réagit avec le CO₂ présent dans l’atmosphère et dans la mer. Cela crée le même type de calcaire connu, par exemple, des dépôts de calcaire dans la salle de bain.

Le revêtement présente également l’avantage de créer un terreau naturel pour les animaux marins car il ressemble un peu aux récifs coralliens et aux coquillages. Sans parler de la durée de vie utile.

“Dans la grande majorité des structures en béton utilisées pour les projets d’infrastructures maritimes, le béton est utilisé avec des armatures en acier. Mais lorsque le béton armé est affecté par l’eau de mer, l’acier d’armature commence à rouiller – la seule question est de savoir quand cela se produit. Avec le type de structure en béton que nous testons, nous ne nous attendons pas à ce qu’il soit nécessaire d’utiliser de l’acier. Cela signifie que la durée de vie utile sera plus longue que pour les structures en béton conventionnelles dans l’eau de mer. Cela présente un grand avantage environnemental », déclare Wolfgang Kunther.

Béton rose et marron

Il a maintenant reçu les premiers échantillons concrets de l’œuvre d’art. Avec son groupe de recherche, il examine comment l’eau de mer affecte l’installation récifale et si d’autres transformations minérales que la chaux se produisent. Le groupe examine également s’il est moins coûteux et plus durable d’utiliser des récifs en béton plutôt que des pierres naturelles importées, qui sont utilisées de manière conventionnelle.

Les chercheurs testent trois variantes de béton différentes qu’ils ont coulées dans la fonderie de béton de DTU. Un béton a été additionné d’un pigment qui colore le récif artificiel en rose, qui, selon Superflex, est la couleur préférée de plusieurs organismes. Un autre béton est constitué de ciment auquel ont été ajoutées des matières premières recyclées issues de la production de briques.

Cela donne un béton brun. Dans le troisième béton, les chercheurs remplacent partiellement le ciment par de l’argile danoise cuite à haute température, créant dans ce cas une couleur orange. Les partenaires du projet étudient également si le béton d’autres projets peut être réutilisé.

Les chercheurs marins de DTU Aqua travaillent simultanément pour déterminer dans quelle mesure les récifs de pierre et les récifs artificiels en béton fonctionnent par rapport aux poissons – s’il y aura une forte augmentation du nombre de poissons et quelles espèces de poissons apparaîtront sur le nouveau type de récif en béton. Ils trouvent des réponses à ces questions en utilisant des caméras sous-marines qui offrent un aperçu unique de la vie au fond de la mer, avant et après l’établissement de récifs de pierre artificiels. Cela permet aux chercheurs de comparer les mesures et de documenter les effets positifs des récifs de pierre artificielle.

“Auparavant, les ports étaient souvent associés à des industries polluantes, mais maintenant l’eau est si propre que vous pouvez nager dans de nombreux ports. C’est un développement fantastique pour de nombreux nageurs ainsi que pour la vie marine. Cela signifie que le poisson peut retourner dans notre ports, mais ils peuvent souvent être aidés dans ce retour de différentes manières », explique le chercheur principal Jon C. Svendsen.

Nous sommes des pionniers

Il s’est récemment rendu à Puerto de Vigo en Espagne pour effectuer des enregistrements sous-marins avant que des murs de port spécialement conçus ne soient érigés pour fournir de nombreuses cachettes aux poissons. Le projet s’appelle Living Port et implique également les experts en béton de DTU qui surveillent différents types d’éléments et de structures en béton. Cela se fait en collaboration avec ECOncrete, une entreprise de construction qui développe de nouveaux éléments en béton et en béton.

Un projet similaire est en cours à Køge, où DTU aide à créer une riche vie de poissons sur le fond marin de la baie de Køge à travers des récifs en béton. Le projet est soutenu par VELUX FONDEN avec 9,6 millions de DKK. Le projet est dirigé par l’association locale de préservation des récifs de pierre Køge Bugt Stenrev et est réalisé en collaboration avec des acteurs locaux ainsi qu’un grand nombre de municipalités innovantes autour de Køge Bay.

DTU partagera les expériences des projets lors d’un certain nombre de webinaires, qui se tiendront en collaboration avec la Société danoise des ingénieurs, l’IDA et l’Association danoise du béton. Il inspirera les clients de la construction, les développeurs urbains, les consultants et les entrepreneurs sur la manière d’intégrer la biodiversité sous-marine dans les futurs projets de construction, déclare Wolfgang Kunther :

“C’est une toute nouvelle façon d’appréhender les structures en béton. Tant en termes de biodiversité que de développement du béton. Nous ne coulons pas de matériaux standards. Il faut donc faire en sorte que les matériaux durent. Il faut savoir ce qui se passe si on remplace une partie des notre béton familier avec quelque chose de nouveau. Surtout s’il s’agit de grands projets d’infrastructure qui devraient durer 100 ans sans interventions de réparation majeures. De cette façon, on pourrait dire que nous sommes des pionniers.

L’œuvre d’art du port intérieur de Copenhague est visible jusqu’à l’été 2023.